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关于“复合函数的极限运算法则”证明过程的几个疑问(证明过程详见高等数学第五版p48)

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解决时间 2021-04-16 10:04
关于“复合函数的极限运算法则”证明过程的几个疑问(证明过程详见高等数学第五版p48)
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答:对于问题1:②中为什么一定要是“对于上面得到的η>0”?
高等数学中函数极限的定义都是由 “ε-δ”语言描述的,例如:函数f(x)在x0处的极限定义:任取ε>0,存在δ>0,使得当0<|x-x0|<δ时,有|f(x)-A|<ε成立,则f(x)在x0处的极限为A。
这个定义简单来说:符合“ε-δ”语言,则函数的极限为A
注意:这个定义反过来讲也是对的:如果“f(x)在x0处的极限为A”,那么 “任取ε>0,存在δ>0,使得当0<|x-x0|<δ时,有|f(x)-A|<ε成立”。简单说来,就是函数极限为A,则符合“ε-δ”语言

在“复合函数的极限运算法则”的证明过程中,其实是反复的将这个定义,正的用,反的用。

要证复合函数的极限,就相当去证明这个命题:任取ε>0,存在δ>0,使得当0<|x-x0|<δ时,|f[g(x)]-A|<ε成立;是一个真命题就可以了。
开始证明:

由于lim(u→u0)f(u)=A,任取ε>0,都存在η>0,当0<|u-u0|<η时,|f(u)-A|<ε成立——①

又由于lim(x→x0)g(x)=u0,对于上面得到的η>0,存在δ1>0,使得当0<|x-x0|<δ1时,|g(x)-u0|<η成立——②
这两句话都是将函数极限的定义反着用:函数极限为A,则符合“ε-δ”语言。
在②中出现η它的含义与“ε-δ”语言中的ε都是一样的,都表示无穷小的数,在函数极限的极限定义中也一定要大于0。 同样表示无穷小为什么写不同的字母呢?
原因关键在于:用“ε-δ”语言证明函数的极限时,不同的函数在极限证明中,用到的ε(无穷小)会不相同的。①②中是对不同的函数而言的,因此无穷小需要用不同的字母表示

对于问题(2)“由假设...成立”怎么就推出了后面的“|f[g(x)]-A|=|f(u)-A|<ε成立”?

“由假设...成立”这里的假设就是:复合函数极限运算法则 的前提条件。
准确的我写不出,自己在书上看吧追问是不是②中就算不用η,而是用别的什么字母来表示一个无穷小的数也是可以的?追答是的,其他自己母也可以
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